試析汽車智能制造中機器人的應用

閆麗霞

摘要：科技的快速發展加速我國各行業的發展進程，推動我國提前進入現代化發展階段，在當前的工業4.0時代，汽車制造行業逐漸向智能化方向發展，隨著汽車智能制造的持續推進，機器人在汽車智能制造環節中被廣泛應用。通過機器人完成那些高危、高精準的工作，并由此提升生產效率和生產質量。同時，還能減輕工人的工作量，將工人從繁重的工作任務中解放出來。

關鍵詞：汽車智能制造;機器人;應用

引言

近年來，我國汽車行業的快速發展為我國運輸行業的不斷進步貢獻了非常大的力量，改善我國人們的出行質量。改革開放的順利推進使得國民經濟呈現出繁榮趨勢，而我國科技領域也取得了較大進步。出于跟隨時代發展腳步的目的，工業生產者開始將汽車工業機器人投入到生產線運作當中，汽車智能制造中機器人的應用，使得我國的工業領域進入了新的發展階段。

1汽車智能制造中的機器人應用概況

隨著科學技術的快速發展，機器人技術已經逐漸趨于成熟，并在眾多領域中被廣泛應用，且效果顯著，不僅減輕了企業的人工成本，還提高了企業的生產效率。機器人在汽車智能制造中扮演了重要的角色，在汽車智能制造的零部件搬運、車體焊接、噴膠和涂膠、裝配、檢測等環節都發揮了較大的價值，是汽車制造實現自動化生產的重要基石。機器人在汽車智能制造中的應用主要包含四大技術層面，第一，編程技術層面。在機器人進行不同工種的工作時，需要切換不同的程序，此程序就是依托于編程技術實現的。并且在機器人實際工作過程中，可以隨著汽車的特征變化，實時對編程進行合理的修改;第二，仿真技術層面。此技術層面主要表現在機器人的機械結構上，通過觀察可發現其結構與人的身體結構具有許多相似之處，比如機器人抓取貨物的抓手。該層面主要通過機器人的終端驅動設備，以及相應編程程序來進行生產和制造工作;第三，通用技術層面。機器人在應用過程中，可以根據工種的不同，實時調換工具，調換好工具后立馬就可以進行另一項工作的操作，從而實現通用性;第四，臨床應用技術層面。在面對汽車智能制造中相比比較復雜且連貫的工作時，機器人可以按照相應的要求快速且精準地完成，在保障效率的同時也保障了質量。

2汽車智能制造中機器人的應用

2.1在智能制造中的應用

汽車工業機器人可以將信息系統中的操作命令接收，并根據技術人員提前設定的程度來進行工作，這樣能夠使得工業生產效率得到提升。在研發智能汽車工業機器人時，科技人需要融合電子科技、信息技術、機械制造等多個領域的專業知識，使得汽車工業機器人的系統功能更加完善。技術人員按照人類手臂的形態模擬研發出了機械臂，在研發這種元件時，技術人員需要引進精度更高的電子機械技術來使得機械臂的動作更加靈活。同時，技術人員還需要保證機械臂所配套傳感器的感知性更強，使得機械臂能夠仿照人類手臂功能來完成同樣的工作。其次，在智能機器人制造中應用機電一體化技術還能夠使得機器人的導航功能能夠自動完成。同時，機器人還可以對生產線上產品進行標識，這樣可以保證機器人裝配的精準性，并保證機器人能夠按照預設程度來調配產品。另外，技術人員還可以引進接口技術、傳感器技術、電子技術等多種科技，這樣能夠保證機器人分類的合理性，提升工業化操作的效率，這樣不僅能夠保證工廠生產效率，還能優化產品性能，為工業企業爭取更多的經濟利益。例如，在某品牌汽車生產過程中，由于汽車焊點過多，為了焊接之后的車身細膩外觀，工廠引入世界頂級KUKA生產線，采用零件尺寸精度達到0.05毫米激光熔/切割焊接技術，506臺機器人同時開工，主焊線自動化程度達到100%。

2.2人機協作機器人自動擰緊實現過程

第一步：操作者將擰緊設備整體推至起點等待;第二步：人工按下按鈕設備整體Y向伸出至設定位置;第三步：人工調整設備與發動機變速箱的相對位置，將設備推向變速箱并手動輔助后端銷夾緊機構與變速箱尾銷結合;第四步：當后段定位機構夾緊后，開關檢測到位，其他夾緊機構自動夾緊到位;第五步：人工按下“夾緊完成”按鈕，掃碼設備自動掃碼選擇擰緊程序，夾持擰緊工具的機器人手臂根據機器人控制系統提前設置的軌跡順序到達擰緊點位置，之后自動選擇擰緊程序進行自動擰緊。第六步：機器人擰緊結束后自動回到起始位置，觸發自動動作打開夾緊裝置，確保設備與發動機及輸送線完全脫離;第七步：操作者人工按下返回確認按鈕，設備自動回到安裝起點位置，自動擰緊完成。

2.3噴漆和涂膠

機器人在噴漆和涂膠環節中的應用具有較多優勢，除了能對車身進行均勻噴涂外，還具備防爆等功能，能有效提高噴漆和涂膠工作的效果和質量。噴漆工作的范圍主要是在車身外部，而涂膠則主要是車身的連接處。在機器人開始噴漆工作前，要為其安裝相同車型的噴漆工具，比如噴漆槍等。在安裝好噴漆工具后，還要設定相應的程序，在程序中選定相同車型的參數。在完成上述設置后，機器人就可以開始進行噴漆工作。在機器人開始涂膠作業前，也要為其安裝相應的涂膠工具，比如膠槍等。然后按照設定的程序，開展車身連接處的涂膠工作。值得注意的亮點是，機器人在進行涂膠工作的過程中，會對車身的材質和特性進行識別，從而自動把控涂膠的厚度和膠的形狀，以此避免浪費。

2.4工業機器人焊裝的操作流程

工業機器人在焊接中的操作主要是采取氣動自動焊槍，根據汽車結構特點，自動焊槍的外形是以X型為主，在處理特殊位置的焊接時采取異形焊槍。焊槍電流采取無極均勻調節，這樣可以滿足在任何條件下可靠焊接并且達到火花飛濺最小的目的。為了降低焊接變形程度，在焊接時需要采取大電流和短時間焊接的方案。例如在使用C型焊槍時，工業機器人首先按照預定的程度進入焊接工位（焊裝工業機器人上下電極帽距離工位的位置要大于3mm），這樣可以為車身焊接中出現的變形等預留空間。當自動輸出裝置將車身傳出到焊裝預定平臺后，焊裝工業機器人啟動焊接伺服系統，并且通過機械裝置將驅動工業機器人動臂使電極擠壓工件至焊接電流通過，同時機器人補償靜臂運動距離使靜電極帽擠壓工件，焊接回路接通。在車身鋼板受力發生變形后，工業機器人焊接電流就會瞬間增加將板材發熱熔化。當然在焊接的過程中PLC通過焊接壓力以及焊接脈沖時間的控制達到焊點大小控制的效果。根據調查工業機器人焊接時間要持續在0.35-0.8s之間，這樣可以有效防止焊接中出現飛濺現象。工業機器人完成上述操作后，控制器就會迅速降低焊接電流，將焊接壓力維持在固定的點位，直到焊核冷卻發生固結。在車身焊接完成后，工業機器人動臂和靜臂同步復位，電極桿釋放工件，工業機器人復位進入下一個焊接點位。

2.5汽車檢測

機器人在汽車檢測環節的主要工作內容是對汽車進行出廠前的檢測，以及汽車零部件尺寸的檢測，機器人在對汽車零部件尺寸的檢測中還可以對零部件進行分類。不僅具有較高的可靠性，還極大地減輕了員工的工作量，進而提升了企業的生產效率。在檢測過程中，機器人會通過視覺傳感器和測驗控制模板獲知汽車的圖像信息，然后進行模型比對，比對汽車實際的零部件尺寸與模型的尺寸是否有偏差，并能判斷出尺寸偏差的范圍，以便后期改進。另外，機器人還能進行汽車撞擊的檢測。通過機器人調控汽車的速率，由此降低撞擊對汽車產生的損傷，從而保障汽車的安全性。只有在進行上述檢測的前提下，才能放心地將汽車投放到市場中售賣，以此確保汽車使用者的生命財產安全。

結語

綜上所述，機器人在汽車智能制造中逐漸擔任越發重要的角色，并且取得的效果顯著。在自動化工作的過程中，機器人既能保障生產效率，又能保障產品質量，對于推動汽車智能制造的進程有重要作用。

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